DS18B20温度测量与控制实验报告.docx

1、DS18B20温度测量与控制实验报告课程实训报告单片机技术开发专 业： 机电一体化技术班 级： 104201 学 号： 10420134 姓 名： 杨泽润 浙江交通职业技术学院机电学院2012年5月29日目 录一、DS18B20温度测量与控制实验目的二、DS18B20温度测量与控制实验说明三、DS18B20温度测量与控制实验框图与步骤四、DS18B20温度测量与控制实验清单五、DS18B20温度测量与控制实验原理图六、DS18B20温度测量与控制实验实训小结一、实验目的1.了解单总线器件的编程方法。 2.了解温度测量的原理，掌握 DS18B20 的使用。二、 实验说明 本实验系统采用的温度传感

2、器DS18B20是美国DALLAS公司推出的增强型单总线数字温度传感器。 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。 DS18B20测量温度范围为 -55C+125C，在-10+85C范围内,精度为0.5C。DS18B20可以程序设定912位的分辨率，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然 保存

3、。 DS18B20 内部结构 DS18B20 内部结构主要由四部分组成：64 位光刻 ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL、配置寄存器。DS18B20 的管脚排列如下: DQ 为数字信号输入/输出端；GND 为电源地；VDD 为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 光刻 ROM 中的 64 位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20 的地址序列码。64 位光刻 ROM 的排列是：开始 8 位（28H）是产品类型标号，接着的 48 位是该 DS18B20自身的序列号，最后 8 位是前面 56 位的循环冗余校验码 （CRC=X8+X5+X4+1）。光

4、刻 OMR 的作用是使每一个 DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个 DS18B20 的目的。 DS18B20 中的温度传感器可完成对温度的测量，以 12 位转化为例:用16 位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625/LSB形式表达，其中S为符号位。这是 12 位转化后得到的 12 位数据，存储在 18B20的两个 8 比特的 RAM 中，二进制中的前面 5 位是符号位，如果测得的温度大于 0，这 5 位为 0，只要将测到的数值乘于 0.0625 即可得到实际温度；如果温度小于 0，这 5 位为 1，测到的数值需要取反加 1 再乘于 0.0625 即可得到实际温度

5、。 例如+125的数字输出为 07D0H，+25.0625的数字输出为 0191H，-25.0625的数字输出为 FF6FH，-55的数字输出为 FC90H。 DS18B20 温度传感器的存储器 DS18B20 温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存 RAM 和一个非易失性的可电擦除的E2RAM,后者存放高温度和低温度触发器 TH、TL 和结构寄存器。 暂存存储器包含了 8 个连续字节，前两个字节是测得的温度信息，第一个字节的内容是温度的低八位，第二个字节是温度的高八位。第三个和第四个字节是 TH、TL 的易失性拷贝，第五个字节是结构寄存器的易失性拷贝，这三个字节的内容在每一次上电复位时被刷新

6、。第六、七、八个字节用于内部计算。第九个字节是冗余检验字节。 该字节各位的意义如下：低五位一直都是 1 ，TM是测试模式位，用于设置 DS18B20在工作模式还是在测试模式。在DS18B20 出厂时该位被设置为 0，用户不要去改动。R1 和 R0 用来设置分辨率，如下表所示：（DS18B20 出厂时被设置为 12 位） 分辨率设置表: 根据 DS18B20 的通讯协议，主机控制 DS18B20 完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对 DS18B20 进行复位，复位成功后发送一条 ROM 指令，最后发送 RAM 指令，这样才能对 DS18B20 进行预定的操作。复位要求主 CPU 将

7、数据线下拉 500 微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待 1660微秒左右，后发出 60240 微秒的存在低脉冲，主 CPU 收到此信号表示复位成功。三、实验框图与步骤实验步骤：1）系统各跳线器处在初始设置状态 （参见附录三），用导线连接 MCU 模块的 P1.0 和 A/D D/A 模块的 DQ 输出端。将 MCU 模块的 JT11 跳线器的 CONTROL 短路帽置位左边。 2）打开18B20 测温文件夹下 DS18B20.wsp 项目文件，打开项目中的文件，阅读、分析、理解程序。用适配器连接 PC 机和系统 MCU，编译、生成项目、下载程序，全速运行程序。观察数码管显示温度值。

8、3）将 MCU 模块的 JT11 跳线器的 CONTRL 短路帽置位左边，手动按下 A/D D/A模块的控制按键，接通加热电路，观察温度上升的过程；当温度达到设定的范围，观察温度控制的过程。四、实验清单 TEMPER_L EQU 20H ;用于保存读出温度的低8位 TEMPER_H EQU 21H ;用于保存读出温度的高8位 FLAG1 EQU 22H ;是否检测到DS18B20标志位 DATA_IN DATA 025H DATA_OUT DATA 026H TIMER DATA 030H BIT_COUNT DATA 031H DBUF DATA 032H CLK BIT P1.6 DAT

9、BIT P1.7 ORG 0000H LJMP START ORG 0100HSTART:SETB P1.4MAIN: LCALL GET_TEMPER;调用读温度子程序 MOV A,29H MOV C,40H ;将28H中的最低位移入C RRC A MOV C,41H RRC A MOV C,42H RRC A MOV C,43H RRC A MOV 29H,A LCALL TOBCD LCALL DISPLAY ;调用数码管显示子程序 LCALL DELAY AJMP MAIN INIT_1820: ; 这是DS18B20复位初始化子程序 SETB P1.0 NOP CLR P1.0 MO

10、V R1,#3 ;主机发出延时537微秒的复位低脉冲TSR1:MOV R0,#107 DJNZ R0,$ DJNZ R1,TSR1 SETB P1.0 ;然后拉高数据线 NOP NOP NOP MOV R0,#25HTSR2:JNB P1.0,TSR3 ;等待DS18B20回应 DJNZ R0,TSR2 LJMP TSR4 ; 延时TSR3:SETB FLAG1 ; 置标志位,表示DS1820存在 LJMP TSR5TSR4:CLR FLAG1 ; 清标志位,表示DS1820不存在 LJMP TSR7TSR5:MOV R0,#117TSR6:DJNZ R0,TSR6 ; 时序要求延时一段时间T

11、SR7:SETB P1.0 RETGET_TEMPER: ; 读出转换后的温度值 SETB P1.0 LCALL INIT_1820 ;先复位DS18B20 JB FLAG1,TSS2 RET ; 判断DS1820是否存在?若DS18B20不存在则返回TSS2:MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,#44H ; 发出温度转换命令 LCALL WRITE_1820 LCALL DELAY1 ;这里通过调用显示子程序实现延时一段时间,等待AD转换结束,12位的话750微秒 LCALL INIT_1820 ;准备读温度前先复位 MOV A,#0CC

12、H ; 跳过ROM匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,#0BEH ; 发出读温度命令 LCALL WRITE_1820 LCALL READ_18200 ; 将读出的温度数据保存到35H/36H RETWRITE_1820: ;写DS18B20的子程序(有具体的时序要求) MOV R2,#8 ;一共8位数据 CLR CWR1: CLR P1.0 MOV R3,#6 DJNZ R3,$ RRC A MOV P1.0,C MOV R3,#23 DJNZ R3,$ SETB P1.0 NOP DJNZ R2,WR1 SETB P1.0 RETREAD_18200: ; 读DS18B2

13、0的程序,从DS18B20中读出两个字节的温度数据 MOV R4,#2 ; 将温度高位和低位从DS18B20中读出 MOV R1,#29H ; 低位存入29H(TEMPER_L),高位存入28H(TEMPER_H)RE00:MOV R2,#8 ; 数据一共有8位RE01:CLR C SETB P1.0 NOP NOP CLR P1.0 NOP NOP NOP SETB P1.0 MOV R3,#9RE10:DJNZ R3,RE10 MOV C,P1.0 MOV R3,#23RE20:DJNZ R3,RE20 RRC A DJNZ R2,RE01 MOV R1,A DEC R1 DJNZ R4,

14、RE00 RETTOBCD: MOV A,29H ;将29H中的十六进制数转换成10进制 MOV B, #10 DIV AB MOV DBUF+1, A MOV A, B MOV DBUF,A MOV A,DBUF+1 CJNE A,#5,$+3 JNC WW SETB P1.4 RETWW: CLR P1.4DISPLAY: ANL P2,#00H ; CS7279有效 MOV DATA_OUT,#10100100B ; A4H,复位命令 CALL SEND MOV DATA_OUT,#10000000B ; 在第一个数码管上显示 CALL SEND MOV DATA_OUT,DBUF CALL SEND MOV DATA_OUT,#10000001B ; 译码方式0,2位显示在第一个数码管上显示 CALL SEND MOV DATA_OUT,DBUF+1 CALL SEND RET SEND: MOV BIT_COUNT,#8 ; 发送字符子程序 ANL P2,#00H CALL LONG_DELAYSEND_LOOP:MOV C,DATA_OUT.7 MOV DAT,C SETB CLK MOV A,DATA_OUT RL A MOV DATA_OUT,A CALL SHORT_DELAY CLR CLK